JPH0466282A - レーザ加工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はレーザ加工法に関し、特にレーザ光を用いて
被加工面に例えばマーキングを行うレーザ加工法に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、レーザ光によって被加工物面上にマーキングを施
す一つの方法として、そのマーキングしようとする加工
パターンが形成されたマスキング板を作成し、加工パタ
ーン以外のマスキング部分を遮光板としてその上からレ
ーザビームを走査（ラスター）照射して被加工物に加工
パターンでマーキングする方法がある。

第５図は従来のレーザ加工法を示す模式断面図である。

また、第６図は被加工物上にマスキング板を張り合わせ
た状態を示す模式斜視図である。

両図において、（１）はレーザ光、（２）はレーザ光（
１）を加工面で適度に収束する集光レンズ、（３）は被
加工物、（１５）はマスキング板であり（１８）はマス
キング板（１５）に形成された加工パターンである。

また、第７図、第８図は加工パターンとしての例えばＡ
という字体を説明するための模式平面図である。図にお
いて、（１Ｂ）はマスキング板作成時に中落ちする字体
、（１７）はマスキング板作成時に中落ちしない字体で
ある。

以下、従来のレーザ加工法を上述の図を用いて説明する
。まず、第８図に示すような字体の加工パターン（１８
）を有するマスキング板（１５）をエツチングあるいは
レーザ切断によって作成する。この場合、例えば第７図
に示すような字体（１Ｂ）のものは中落ちする部分（１
９）が生ずるので、第８図のような中落ちしない字体（
１７）のものしか使用できない。ついで、第６図に示す
ように、字体（１７）を加工パターン（１Ｂ）として作
成したマスキング板（１５）を被加工物（３）に張り合
わせて、第５図のように集光レンズ（２）で所定のスポ
ット径に集光したレーザ光（１）をマスキング板（１５
）の全面に走査して照射する。このようにして、マスキ
ング板（１５）で覆われていない部分、すなわち加工パ
ターン（１８）の部分にのみレーザ光が照射されること
により、被加工物（３）面が変質し、加工パターン（１
８）と同一のマーキングが被加工物（３）面上に形成さ
れる。

その後、一般にはマスキング板（１５）を除去してやる
ことにより、上記のような変質面が形成するマーキング
が被加工物（３）面に形成される。

以上は従来から一般に実施されているマーキングを目的
とするレーザ加工法を示したものであるが、以上の外に
、レーザマーキング装置の名称で特開昭５８−１５１９
８３号公報に開示されたものがあり、マーキングしたい
英数字、記号、パターンの原画を２次元の自己走査型光
電変換装置の前に置くだけで容易に被加工物にレーザマ
ーキングすることが可能である事を特徴としている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のような従来のレーザ加工法においては、被加工物
面上に、例えば絵のような加工パターンの複雑な形状の
マーキングを施す場合、レーザ光のスポット径や照射出
力、走査速度を各加工パターン毎に変化させる必要があ
り、レーザ光の照射条件および走査制御が複雑となるし
、複雑形状のマスキングを作成するのにも長時間要する
な゛どの難点がある。また、第７図に示すような中落ち
するような字体が使用できないという字体の選択にも制
限があった。また、必要の場合に、美麗かつ鮮明な溝加
工のマーキングができない課題があった。　また、特開
昭５８−１５１９８３号公報の発明は原画より２次元の
自己走査型光電変換装置で明暗を読取り、２値化した後
ビットパターンを記憶しておき、このビットパターンに
基づきレーザ光をオン・オフして原画（文字を含む）を
マーキングするものであり、記憶素子数を多くしなけれ
ば忠実な原画を再現しえないほか、装置全体が大規模と
なるなどの問題がある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、マーキングの加工パターンをイメージスキャナ
ーを用いてデータを読取ることにより、マスキング板を
使用しないで被加工物に溝加工も可能なマーキングを行
うことができる忠実度及び美観性の優れたレーザ加工法
を得ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るレーザ加工法は被加工物面上にマーキン
グしようとする加工パターンをイメージスキャナーを用
いて読込み、そのラスターデータを変換したベクトルデ
ータをレーザ加工機のＣＮＣ装置へ加ニブログラムとし
て伝送し、レーザ光のオン・オフの照射タイミングを自
動的に制御することで所望の加工パターンを被加工物面
上に加工するようにしたものである。

また、もう一つの発明に係るレーザ加工法は、レーザビ
ームの照射オン時にはスロープアップ制御を、照射オフ
時にはスロープダウン制御を、上述のはじめの発明によ
るレーザ加工法に適用したものである。

［作　用］ この発明においては、被加工物面上にマーキングしよう
とする加工パターンを、イメージスキャナーを用いて読
み込ませ、そのデータをレーザ加工機のＣＮＣ装置へ加
ニブログラムとして伝送し、レーザ光のオン・オフの照
射タイミングを自動的に制御することにより、直接、被
加工物面上゛にマーキング加工ができるようになる。

また、もう一つの発明においては、レーザビ−ムの照射
オン・オフ時にそれぞれスローアップ制御、スロープダ
ウン制御を行わせることができるので、加工パターンの
被加工物面への変質加工のほかに、場合によっては実施
したい溝加工において、加工溝の深さを自在に調整でき
、かつ加工端のＲ加工によるマーキング等の美観化が可
能である。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明によるレーザ加工法の一実施例を示す模式
説明図であり、第２図はこの発明のレーザ加工法を実施
する装置構成を示すブロック図である。第１図おいて、
（１）はレーザ光であり、（２）はレーザ光（４）を被
加工物（３）面で所定のスポット径に収束する集光レン
ズ、（４）は被加工物（３）面上に加工形成された加工
パターンである。したがって、図においては加工パター
ン（４）によって被加工物（３）面上にマーキングが完
了した状態を示している。また、第２図において、（５
）はイメージスキャナー　（６）はＣＮＣ装置、（７）
はレーザ加工機である。ここで、イメージスキャナー（
５）はスキャナーとペクトライザーとで構成されたもの
であり、スキャナーで入力した原画（文字も含む）の図
形の輪郭線を抽出して形成したラスターデータ（ドツト
データという）をペクトライザーで直線・円弧の近似デ
ータ（ベクトルデータ）に変換するようになっている。

このベクトルデータをレーザ加工機（７）に設けられた
ＣＮＣ装置（６）に入力して、加ニブログラムとして収
納する。

つぎに、この発明のレーザ加工の手順を第３図を用いて
説明する。第３図はこの発明のレーザ加工法の動作を示
す模式説明図である。まず、第２図に示すイメージスキ
ャナー（５）に図示しない原画からマーキングしようと
する加工パターンを読込ませる。そして、例えば加工パ
ターン（４）が第３図に示すような形状である場合はレ
ーザ光（１）の軌跡（８）上のポイント（９）、（１０
）、（１１）、（１２−）でレーザ光（１）のオン・オ
フができるように次のような制御を行う。データの処理
方法は加工パターン（４）の黒・白によって判別し、例
えば黒の部分（９）にレーザ光の軌跡（８）が達した場
合にレーザ光（１）がオンとなり、白の部分（１０）に
達したらオフ、再び黒の部分（１１）でオン、白の部分
（１２）でオフとなるようにレーザ光（１）のオン・オ
フ制御を行う。このようなデータをＣＮＣ装置（６）へ
加ニブログラムとして伝送し、その加ニブログラムでレ
ーザ加工機（７）を制御することで、レーザ光（１）の
オン・オフの照射タイミングを自動的に行い、第１図に
示すように被加工物（３）上に所望の加工パターン（４
）を形成する。以上のようにして、加工パターン（４）
によるマーキングが達成される。

上述の実施例の動作の説明で、レーザ光のオン・オフの
照射タイミングが黒の部分にレーザ光の軌跡が達した場
合にレーザ光がオンとなり、白の部分に達した場合にオ
フとなる制御を行ったが黒の部分でオフ、白の部分でオ
ンとなる制御を行っても同様な効果を得ることができる
。

以上の実施例は被加工物（８）面上にレーザ加工によっ
て原画に比例して拡大又は縮少した表面変質図形を作り
、これをマーキングとする場合に適用できるが、同様に
して加工溝からなる加工パターン（４）を形成すること
もできる。その有様を第４図の模式断面図に示す。

すなわち、加工パターン（４）に対応したレーザ光のオ
ン・オフ時において、ビームのオン時にはパワーを徐々
に上げるスロープアップ制御を、ビームのオフ時には、
パワーを徐々に下げるスロープ・ダウン制御を行うこと
で加工溝の深さを自在に調整することができ、例えば第
４図に示すように、加工溝（１３）に加工端のＲ加工が
任意に実施できＲ加工端（１４）を有する加工パターン
のマーキングを行うことができる。

以上実施例によって説明したように、この発明のレーザ
加工法によれば、被加工物面上にマーキングしようとす
る加工パターンをマスキング板なしで直接、かつ、はぼ
イメージスキャナーの精度範囲で鮮明にマーキングでき
る利点がある。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、被加工物面上にマーキ
ングする加工パターンをイメージスキャナーを開いて、
パターンを読込ませ、そのデータをレーザ加工機のＣＮ
Ｃ装置へ加ニブログラムとして伝送しレーザ光のオン・
オフを自動的に制御することでマスキング板を使用する
ことなく所望の加工パターンを被加工物面上に精度よく
加工することができるようになった。その結果、マスキ
ング板と、それを作成する時間が必要としないため、加
工時間を短縮することができ、さらには材料の節約もで
きた。また、マスキング板を被加工物上にセットする作
業を要しないため、加工操作性も向上した。

また、もう一つの発明によれば、レーザビームのオン時
にはスロープアップ制御を、オフ時にはスロープダウン
制御を行えるようにしたから、Ｒ加工端を有し、任意の
深さをもつ加工溝によるパターン加工が可能となり、独
特の見映えのよい加工パターンも形成できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるレーザ加工法の一実施例を示す
模式説明図、第２図はこの発明のレーザ加工法を実施す
る装置構成を示すブロック図、第３図はこの発明のレー
ザ加工法の動作を示す模式説明図、第４図はこの発明の
Ｒ加工端を有する加工溝を示す断面図、第５図は従来の
レーザ加工法を示す模式断面図、第６図は被加工物上に
マスキング板を張り合わせた状態を示す斜視図、第７図
はマスキング板作成時に中落ちする部分が生ずる字体の
平面図、第８図は中落ちしない字体の平面図である。 図において、（１）はレーザ光、（２）は集光レンズ、
（３）は被加工物、（４）は加工パターン、（５）はイ
メージスキャナー　（６）はＣＮＣ装置、（７）はレー
ザ加工機、（８）はレーザ光の軌跡、（９）はレーザ光
オンのポイント、（１０）はレーザ光オフのポイント、
（１１）はレーザ光オンのポイント、（１２）はレーザ
光オフのポイント、（１３）は加工溝、（１４）はＲ加
工端、（１５）はマスキング板、（１Ｂ）は中落ちする
字体、（１７）は中落ちしない字体を示す。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工物面にマーキングしようとする加工パター
   ンのラスターデータをイメージスキャナーを用いて読取
   り、 上記ラスターデータを変換したベクトルデータをレーザ
   加工機のＣＮＣ装置に伝送し、 該ＣＮＣ装置に収納された上記ベクトルデータに基づい
   てレーザビームの照射タイミングを自動的に制御する ことを特徴とするレーザ加工法。
2. （２）レーザビームの照射オン時にはスロープアップ制
   御を、また、照射オフ時にはスロープダウン制御を行う
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工法。